自由サーフェスのある施設であれば、貯水池ノードを使用してモデル化できます。具体的には、給配水用の貯水池、給水塔、接触タンクと調整タンク、減圧室、シャフトなどです。
技術的な詳細について
どの施設にも重要な特徴として、このようなノード内の水頭(水位、Z)を常時把握できることがあります(そのため、流入/流出の計算が可能になります)。水頭は、ある定常状態の計算中は一定ですが、次のタイムステップ(Δt)では連続方程式に従って変化します。
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各変数は、次のとおりです。 A(Z)は水位 Z における水平断面の面積 |
貯水池と給水塔は、水(ほとんどが処理済み)を貯めるための施設です。こうした施設の中には、水の流入と流出、ウォッシュアウト、あふれの防止、揚水などの目的で複雑な配管システムや付属品に加えて、1 つ以上の槽を備えるものもあります。以下の図の例を参照してください。
2 槽配水池
貯水池にはさまざまな形状があります。一般的な形状を下の図に示します。マルチ槽貯水池は、1 つの大きな貯水池としても、複数の小さな貯水池としても表現できます。後者の場合、適切な管と継手で相互接続します(こちらの表現の方が複雑です)。この 2 番目の表現方法は、水位(WL)がすべての槽で同じではない場合に必要になります。
また、貯水池同士を連結してグループ化することで、マルチ槽貯水池をモデル化することもできます。この場合、貯水池グループに各槽を表現します。貯水池グループに対して[複合貯水池]オプションをオンにすると、グループのすべての複合貯水池がマルチ区画貯水池の一部であるかのように扱うことができます。1 つ以上の複合貯水池が管またはバルブの閉鎖によって分離されている場合を除き、すべての複合貯水池の水頭は同じ値に同時にセットされます。
単一槽貯水池
ボール型の給水塔
貯水池によく見られる形状
重要な情報にはもう 1 つ、貯水池への水の流入方法があります。以下の図に、典型的な配置を示します。(c)では(貯水池からの)逆流が不可能であるのに対して、(d)では逆止弁(NRV)が急速な逆流を可能にしていることに注意してください。
a) 低水位流入口
別々の流入/流出管
b) 低水位流入口
共通の流入/流出管
c) 高水位流入口
d) 逆流配管付き高水位流入口
貯水池流入配置
バイパス管
配水ネットワークの貯水池には、多くの場合、流入管と流出管を接続するバイパス管があります。バイパス管は、通常の状態ではバルブまたは NRV によって閉じられていますが(下の図を参照)、緊急時には貯水池が使用されていない場合でも水の供給に使用できます。
InfoWorks WS の「貯水池ノード」アイテムにはこのような施設は含まれていませんが、対応するリンクを使用して貯水池の両側に新しいノードを 2 つ追加することで簡単にモデル化できます。
a) 停止弁あり
b) NRV あり
貯水池周辺のバイパス管
水位の制御
貯水池内の水量は通常、次のいずれかで制御します。
- フロート バルブ(FLV)。あふれを防止します。
- 減圧バルブ(PRV)。水位を規定値に近い状態に保ちます。
次の図は、両方の配置を示しています。フロート バルブの詳細については、「フロート バルブ」を参照してください。
a) 流入口にフロート バルブを付けてあふれを防ぐ貯水池
b) 流入口に PRV を備えて水位を一定に保つ貯水池
貯水池の水位制御
緊急事態
ユーザーが困難に直面しうる特定のケースをシミュレーションします。
- 貯水池がいっぱいになってあふれ、機能を失う。
- 貯水池が空になり、空気が配水ネットワークに入り始める。
最初のケースの場合、水位はオーバーフロー標高より少し上に保たれ、後でモデリングできるように流出量が記録されます。
後のケースの場合、水位は底面標高に保たれ、この水位を維持するために必要な水量が記録されます。システム内の水不足を把握できるので、これ以上のシミュレーションは必要ありません。
どちらのケースでも、貯水池があふれたり空になったりしないように警告が表示されます。続いて、シミュレーションを停止して境界条件と初期条件を変更する、一部のポンプのオン/オフを切り替える、一部のバルブを開閉する、ランが終了するまでただ待機するといったことができます。